EP1658509A1 - Systeme de detection et de localisation de defaillances dans une cloture electrifiee - Google Patents

Systeme de detection et de localisation de defaillances dans une cloture electrifiee

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EP1658509A1
EP1658509A1 EP04786347A EP04786347A EP1658509A1 EP 1658509 A1 EP1658509 A1 EP 1658509A1 EP 04786347 A EP04786347 A EP 04786347A EP 04786347 A EP04786347 A EP 04786347A EP 1658509 A1 EP1658509 A1 EP 1658509A1
Authority
EP
European Patent Office
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capacitor
wire
terminal
failure
processing device
Prior art date
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Granted
Application number
EP04786347A
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German (de)
English (en)
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EP1658509B1 (fr
Inventor
Dominique Jutel
Yvon Perrot
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MARTEC SERPE-IESM
Original Assignee
Martec Serpe-Iesm (SA)
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1658509A1 publication Critical patent/EP1658509A1/fr
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Publication of EP1658509B1 publication Critical patent/EP1658509B1/fr
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/22—Electrical actuation
    • G08B13/26—Electrical actuation by proximity of an intruder causing variation in capacitance or inductance of a circuit
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05C—ELECTRIC CIRCUITS OR APPARATUS SPECIALLY DESIGNED FOR USE IN EQUIPMENT FOR KILLING, STUNNING, OR GUIDING LIVING BEINGS
    • H05C3/00—Other circuits or apparatus

Definitions

  • the invention relates generally to electrified fences, and in particular to fault detection systems in an electrified fence. Such systems are used in particular to detect and report an intrusion on the level of electrified fence wires.
  • These fences typically include bare metal wires to which voltage pulses are applied to subject an electric shock to a person touching these wires. The period and the level of these pulses are defined in particular in standard EN61011.
  • Document FR-A-2 673 020 describes an anti-intrusion protection system for a fence. This system comprises a line wire forming a loop between the terminals of an energizer comprising a high voltage pulse generator and a low voltage sinusoidal intrusion detection signal generator. Detection signals are issued during the interval between two high voltage pulses.
  • the line wire is connected to electrical components to form a resonant circuit.
  • the system detects variations in the capacity of the fence wire using a phase control loop and determines an intrusion or failure when this phase is changed.
  • the intrusion zone is determined by identifying the system that detected the intrusion.
  • the invention thus relates to a failure detection system in an electrified fence, comprising: a capacitor having a first terminal and a second terminal capable of connecting the capacitor in series to a conductive fence wire; a generator applying high voltage pulses to one of the terminals of the capacitor at predetermined intervals, the pulses being adequate to produce an electric shock to a person touching the wire; -a generator of sinusoidal signals for detecting failure, applying these sinusoidal signals to the first terminal of the capacitor at least partially during the interval between the pulses; -a measuring device, measuring the voltages across the capacitor during the application of sinusoidal signals; -a device for processing the measured voltages, determining whether a possible failure is a short circuit or a cut on the connected wire, also determining the distance between the capacitor and a failure.
  • the system comprises a conductive fence wire insulated from the ground between its two ends and a first end of which is connected to the second terminal of the capacitor.
  • the system comprises a third capacitor, connected between the second end of the wire and the earth. It is also possible to provide a system which further comprises a second capacitor placed close to the other capacitor and having a first terminal connected to the first terminal of the other capacitor, and a second terminal connected to the second end of the conductive wire, and in which the wire extends in at least two substantially parallel strands.
  • the measuring device can then measure the voltage of the second terminal of the second capacitor, and the processing device determines the type of failure and the distance between the capacitors and the failure from the voltages of the determined second terminals.
  • the system includes a third capacitor, connected between the middle of the wire and the ground.
  • the processing device compares the voltage at the second terminal with an upper threshold of a normal range and a lower threshold of the normal range, the processing device determining a short circuit on the wire when the voltage at the second terminal is less than the lower threshold and the device determining a cut on the wire when the voltage at the second terminal is greater than the upper threshold.
  • the processing device comprises an interface for acquiring electrical properties of the wire and a memory capable of memorizing the electrical properties acquired.
  • the fence wire forms a double loop. We can predict that the double loop is closed. Alternatively, the strands of the fence wire extend in opposite directions from each end.
  • each system has at least two other capacitors connected to another fence wire in a similar manner to said first and second capacitors, a housing in which the measuring device and the processing device are included. respective of each system, the boxes being attached.
  • a monitoring system can include such a group and a control device communicating with the processing device of each system in the group to detect and report the type of failure communicated if necessary by each processing device.
  • FIG. 1 an electrical schematic diagram of a first variant of the invention
  • - Figure 2 an electrical schematic diagram of a second variant of the invention
  • - Figures 3 and 4 diagrams of systems implemented.
  • the invention thus provides a system for detecting and locating faults in an electrified fence.
  • the system includes a capacitor to be connected in series to a conductive fence wire.
  • a generator applies deterrent pulses and a sinusoidal detection voltage to this capacitor.
  • a measuring device reads the voltages across the capacitor during application of the detection voltage, then a device for processing these voltages determines the type of failure, then the distance between the first terminal and a failure.
  • FIG. 1 illustrates a first variant of detection system 1 according to the invention.
  • the detection system is in this case formed in the form of a module 2 intended to be connected to one or more electric fence wires.
  • fence wires can however be an integral part of the system.
  • the system 1 comprises in particular at least one capacitor Cl having a first terminal BCll and a second terminal BC12 capable of connecting the capacitor Cl in series to a conductive fence wire 31.
  • a generator 4 applies high voltage pulses to the terminal BCll of the capacitor C1 at predetermined intervals. The pulses are adequate to produce an electric shock to a person touching the wire 31.
  • the generator 4 also generates sinusoidal failure detection signals and applies these sinusoidal signals to the terminal BC11 at least partially during the interval between the pulses.
  • a measuring device comprises the voltmeters 51 and 52. This measuring device measures the voltages across the terminals of the capacitor C1 during the application of the sinusoidal signals.
  • the voltmeter 51 thus recovers the voltage from the terminal BC11 via a voltage divider.
  • the voltmeter 52 recovers the voltage from the terminal BC12 also via a voltage divider. These voltmeters measure for example an image of the effective voltage across the terminals of the capacitor C1.
  • the system also includes a processing device 6, recovering the measured voltages and processing these voltages to determine the type of failure and the distance between the capacitor C1 and a possible failure.
  • the distance between the terminals of the capacitor C1 is sufficiently negligible compared to the dimensions of the fence wires used.
  • the system comprises or is connected to a conductive fence wire 31. One end of this conductive wire is connected to the terminal BC12 of the capacitor C1.
  • the fence wire 31 is isolated from the earth between its two ends. Thus, grounding or cutting the wire between one of its ends will change the electrical state seen by the system.
  • the processing device 6 has a first function for determining the type of failure and a second function for locating this failure.
  • the processing device 6 determines whether the voltage of the terminal BC12 leaves a range of values considered to be normal. If the voltage of BC12 crosses the lower threshold of the range, the processing device 6 determines the presence of a short circuit. If the voltage of BC12 crosses the upper threshold of the range, the processing device 6 determines the presence of a cut in the wire 31. The voltage of BC12 (or an image of this voltage) can for this be applied to the input of two comparators receiving respectively the threshold voltages of the value range. When the device 6 has determined the presence of a failure and its type, it performs an adequate processing to determine the location of the failure on the fence wire 31. This processing will now be detailed for the variant of FIG.
  • a capacitor C E is connected between the second end of the wire and the closing ground T c .
  • the wire 31 When the wire 31 is cut at a point, the wire behaves like a capacitor connected to the earth by this point and connected to the capacitor C1 by its first end.
  • the capacitance C FC of this capacitor is defined by the distance between the capacitor Cl and the cut-off point, as well as by the linear capacitance of the wire.
  • the processing device 6 can thus determine with great precision the distance between the capacitor C1 and the cutoff.
  • An adequate wire capacity and frequency of the detection signal will be used so that the capacitive impedance of the wire is significantly higher than the resistance of the wire. This capacity is therefore neglected in the above calculation.
  • the signaling of the failure is carried out by any appropriate means. It can in particular include the display of the type of failure, the distance of this failure or the identification of the wire on which the failure takes place on a screen of the system. The signaling may also include an audible failure warning.
  • the processing device can also have an output interface suitable for communicating this information to a supervision or monitoring device 8, a portable communication terminal or the like.
  • the capacitor C E is connected between the second end of the wire and the earth. This second end can in particular be supported by a post and be connected to the ground fence T c .
  • the fenced earth T c has the same potential as the earth.
  • the variant of FIG. 1 can be adapted in order to carry out detection by the same system on one or more other fence wires, for example fence wires parallel to wire 31.
  • a second capacitor C2 is connected by terminal BC21 to the terminal BCll. These two terminals are therefore supplied and measured identically.
  • the terminal BC22 of the capacitor C2 is connected to one end of the fence wire 32.
  • a capacitor C E is also connected between the second end of the wire 32 and the fence earth.
  • the voltmeter 53 recovers the voltage from the terminal BC22 also via a voltage divider. With a reduced number of additional elements, the measuring device thus also measures the voltages across the capacitor C2. Failure detection and distance determination can be performed as described above.
  • FIG. 2 illustrates a second variant of the invention.
  • This variant proposes to use a wire 31 forming several parallel strands, and to connect a second capacitor C2 to the second end of the wire.
  • the capacitor C2 thus has a first terminal BC21 at the same potential as the terminal BCll.
  • the second terminal BC22 is connected to the second end of the wire.
  • the wire 31 has two parallel strands 311 and 312.
  • the measurement device measures the voltage of the terminal BC22 via the voltmeter 53. This measurement is processed by the device 6 to determine the distance between the failure and the capacitor. C2.
  • a processing similar to that described for the variant of FIG. 1 can be carried out to determine the type of failure, and the distance between the failure and the capacitors C1 and C2.
  • the system of Figure 2 further includes a capacitor C E connecting the middle of the wire 31 to earth. Even if the failure takes place mid-length of the wire 31, it takes place on one side or the other of the connection of the capacitor CE. There will therefore always be an imbalance between the two strands of the wire 31 in the event of failure.
  • the processing device 6 can therefore determine a failure located at the middle of the wire.
  • the generator 4 comprises a low voltage signal generator 41 and a pulse generator 42.
  • the generator 4 also includes a switch 44 applying selectively the voltage of the generators 41 and 42 on the primary of a transformer 43.
  • the secondary of the transformer 43 thus applies the desired voltage to the terminal BCll of the capacitor C1.
  • the switch 44 can for example be controlled by a clock signal or by the device 6.
  • the low voltage signal has for example a frequency between 100 and 50,000 Hz. Those skilled in the art will be able to determine the appropriate frequency as a function of the length of the fence wire connected to the first capacitor.
  • the signal can be transmitted in the form of wave trains with a duty cycle less than or equal to 0.95.
  • the frequency of the pulses generally being of the order of 1 second, such a duty cycle is sufficient to ensure intrusion detection, while guaranteeing detection for 95% of the time.
  • the switch 44 preferably comprises transistors and power electronics components for switching the voltage applied to the primary of the transformer 43. Such a switch is more reliable than an electromechanical switch.
  • the capacitors at the terminals of which the voltage is measured preferably have a voltage limiter device connected in parallel at their terminals. Limiters are identified in Figures 1 and 2 by the references E1 and E2. Such clipping devices, known per se, protect the capacitors during the application of the high voltage pulses, by short-circuiting the capacitors when the voltage at their terminal reaches a predetermined level.
  • the processing device 6 has an input 67 to which a synchronization signal or a control signal is applied. This input allows the device 6 to carry out the treatment only during the intervals separating two deterrent pulses.
  • variable gain amplifiers 521 and 531 are advantageously used to modify the voltage level of the respective terminals BC12 and BC22 supplied to the processing device 6.
  • the processing device 6 then has an optimal voltage level for the accuracy of the determination distance from failure.
  • These variable gain amplifiers 521 and 531 are particularly useful when the failure is a short circuit since the measured voltage level is then relatively low.
  • the determination of the distance of the failure is then done in two stages, as detailed previously: a first stage of determining the type of failure and a second stage of the location of the fault.
  • the voltage of the second terminal of a capacitor is amplified with a predetermined gain, measured by the measuring device, then the value of the amplified voltage is supplied to the processing device 6.
  • This value is compared with the short thresholds -circuit and cutoff as detailed above, to determine the type of failure possibly suffered.
  • the voltage level measured is therefore a function of the failure.
  • the location accuracy is therefore not identical for the two types of failure.
  • the processing device 6 modifies the value of the amplification gain as a function of the type of failure. For a cut, the gain could possibly be reduced to a predetermined value. For a short circuit, the gain is increased to another predetermined value.
  • the gains are chosen so that the processing device has maximum calculation accuracy for the value provided by the measurement device.
  • the device 6 can in particular present, in a manner known per se, analog / digital converters on its input interface for carrying out processing on digital signals. Provision may be made for the characteristics of the wire or wires as well as the connection configuration between the wires and the capacitors to be stored in the system.
  • the system can in particular present an interface for the manual recording of this information or a device for measuring the characteristics of the connected fence wires to automatically determine this information. It is also possible to alternate between supplied and non-supplied wires in the fence.
  • FIG. 3 illustrates an example of implementation of such systems.
  • the closing wires 31 and 32 thus form a closed area.
  • the fence wires 31 and 32 extend in opposite directions from each end of the wire to form a fence.
  • Figure 4 illustrates an example of using a group of systems according to the second variant to form a closed fence.
  • each system comprises a housing including its measurement device and its processing device. The boxes are joined so that the length of the wiring is reduced. The installation cost is thus also reduced.
  • Each system includes two additional capacitors connected to an additional wire, from similar to capacitors Cl, C2 with wire 31.
  • the wires of the different systems are superimposed.
  • This group of systems can communicate with the device 8 having a supervisory control or supervision function.
  • the processing device of each system communicates with the device 8 so that the latter can detect the type of failure and its position, and report this information to a user. This can also be done by distributing the boxes at different points in the area to be monitored.
  • the invention is of course not limited to the examples shown and described. Thus, although systems having one or two fence wires have been shown, the invention also applies to a system having a large number of superimposed fence wires, covering for example a large height with a tight mesh.

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Description

SYSTEME DE DETECTION ET DE LOCALISATION DE DEFAILLANCES DANS UNE CLOTURE ELECTRIFIEE
L'invention porte de façon générale sur les clôtures électrifiées, et en particulier sur les systèmes de détection de défaillances dans une clôture électrifiée. De tels systèmes sont notamment utilisés pour détecter et signaler une intrusion au niveau des fils de clôtures électrifiés. Ces clôtures comprennent typiquement des fils métalliques à nu sur lesquels sont appliquées des impulsions de tension pour faire subir un choc électrique à une personne touchant ces fils. La période et le niveau de ces impulsions sont notamment définis dans la norme EN61011. Le document FR-A-2 673 020 décrit un système de protection anti-intrusion d'une clôture. Ce système comprend un fil de ligne formant une boucle entre les bornes d'un electrificateur comportant un générateur d'impulsions de haute tension et un générateur de signaux sinusoïdaux basse tension de détection d'intrusion. Les signaux de détection sont émis pendant l'intervalle séparant deux impulsions de haute tension. Le fil de ligne est connecté à des composants électriques pour former un circuit résonant. Le système détecte les variations de la capacité du fil de clôture à l'aide d'une boucle d'asservissement de phase et détermine une intrusion ou une défaillance lorsque cette phase est modifiée. Afin de déterminer la zone d'une intrusion, il est usuel de disposer plusieurs systèmes de détection consécutifs associés à de courts tronçons de fils de clôture. La zone d'intrusion est déterminée par l'identification du système ayant détecté l'intrusion. Ces systèmes présentent soit une précision de localisation insuffisante, soit la longueur de fil de clôture associée à un système est très réduite. Ainsi, pour garder une bonne précision de localisation pour un périmètre de clôture donné, il est nécessaire d'utiliser un grand nombre de systèmes de détection, ce qui rend le coût et le temps d'installation de la clôture élevés. Ces différents systèmes sont également incapables de déterminer le type de défaillance subi par la clôture. Lors d'une détection de défaillance, une coupure n'est ainsi pas différenciée d'un court-circuit au niveau du fil de clôture. La localisation de la défaillance est en outre insuffisante. L'invention porte ainsi sur un système visant à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. L'invention porte ainsi sur un système de détection de défaillances dans une clôture électrifiée, comprenant: -un condensateur présentant une première borne et une deuxième borne susceptible de connecter le condensateur en série à un fil de clôture conducteur; -un générateur appliquant des impulsions de haute tension sur une des bornes du condensateur à des intervalles prédéterminés, les impulsions étant adéquates pour produire un choc électrique à une personne touchant le fil; -un générateur de signaux sinusoïdaux de détection de défaillance, appliquant ces signaux sinusoïdaux sur la première borne du condensateur au moins partiellement durant l'intervalle entre les impulsions; -un dispositif de mesure, mesurant les tensions aux bornes du condensateur pendant l'application des signaux sinusoïdaux; -un dispositif de traitement des tensions mesurées, déterminant si une éventuelle défaillance est un court-circuit ou une coupure sur le fil connecté, déterminant également la distance entre le condensateur et une défaillance. Selon une autre variante, le système comprend un fil de clôture conducteur isolé de la terre entre ses deux extrémités et dont une première extrémité est connectée à la deuxième borne du condensateur. Selon encore une variante, le système comprend un troisième condensateur, connecté entre la deuxième extrémité du fil et la terre. On peut également prévoir un système qui comprend en outre un deuxième condensateur disposé à proximité de l'autre condensateur et présentant une première borne connectée à la première borne de l'autre condensateur, et une deuxième borne connectée à la deuxième extrémité du fil conducteur, et dans lequel le fil s'étend en au moins deux brins sensiblement parallèles. Le dispositif de mesure peut alors mesurer la tension de la deuxième borne du deuxième condensateur, et le dispositif de traitement détermine le type de défaillance et la distance entre les condensateurs et la défaillance à partir des tensions des deuxièmes bornes déterminées. Selon une variante, le système comprend un troisième condensateur, connecté entre le milieu du fil et la terre. Selon une autre variante, le dispositif de traitement compare la tension à la deuxième borne à un seuil supérieur d'une plage normale et à un seuil inférieur de la plage normale, le dispositif de traitement déterminant un court-circuit sur le fil lorsque la tension à la deuxième borne est inférieure au seuil inférieur et le dispositif déterminant une coupure sur le fil lorsque la tension à la deuxième borne est supérieure au seuil supérieur. Selon encore une variante, le dispositif de traitement comprend une interface d'acquisition de propriétés électriques du fil et une mémoire susceptible de mémoriser les propriétés électriques acquises. Selon encore une autre variante, le fil de clôture forme une double boucle. On peut prévoir que la double boucle est fermée. Selon une variante, les brins du fil de clôture s'étendent dans des directions opposées depuis chaque extrémité. On peut également prévoir un groupe de- systèmes dans lequel chaque système présente au moins deux autres condensateurs connectés à un autre fil de clôture de façon similaire auxdits premier et deuxième condensateurs, un boîtier dans lequel sont inclus le dispositif de mesure et le dispositif de traitement respectif de chaque système, les boîtiers étant accolés . Un système de surveillance peut comprendre un tel groupe et un dispositif de contrôle communiquant avec le dispositif de traitement de chaque système du groupe pour détecter et signaler le type de défaillance communiqué le cas échéant par chaque dispositif de traitement.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement à la lecture de la description suivante qui est donnée à titre d'exemple non limitatif et en regard des figures. Ces figures montrent : -Figure 1, un schéma électrique de principe d'une première variante de l'invention; -Figure 2, un schéma électrique de principe d'une deuxième variante de l'invention; -Figures 3 et 4, des schémas de systèmes mis en place. L'invention propose ainsi un système de détection et de localisation de défaillances dans une clôture électrifiée. Le système comprend un condensateur à connecter en série à un fil de clôture conducteur. Un générateur applique à ce condensateur des impulsions de dissuasion et une tension sinusoïdale de détection. Un dispositif de mesure lit les tensions aux bornes du condensateur pendant l'application de la tension de détection, puis un dispositif de traitement de ces tensions détermine le type de défaillance, puis la distance entre la première borne et une défaillance. Cette distance correspond à la longueur du fil entre le condensateur et la défaillance lorsque le fil est déployé. Le système fonctionne ainsi comme un diviseur capacitif ou résistif pour déterminer cette distance. La figure 1 illustre une première variante de système de détection 1 selon l'invention. Le système de détection est en l'occurrence formé sous forme d'un module 2 destiné à être connecté à un ou plusieurs fils de clôture électrique. Les fils de clôture peuvent cependant faire partie intégrante du système. Le système 1 comprend notamment au moins un condensateur Cl présentant une première borne BCll et une deuxième borne BC12 susceptible de connecter le condensateur Cl en série à un fil de clôture conducteur 31. Un générateur 4 applique des impulsions de haute tension sur la borne BCll du condensateur Cl à des intervalles prédéterminés. Les impulsions sont adéquates pour produire un choc électrique à une personne touchant le fil 31. L'homme de métier trouvera les niveaux de tension et les rapports cycliques des impulsions dans les normes correspondantes. Le générateur 4 génère également des signaux sinusoïdaux de détection de défaillance et applique ces signaux sinusoïdaux sur la borne BCll au moins partiellement durant l'intervalle entre les impulsions. Un dispositif de mesure comprend les voltmètres 51 et 52. Ce dispositif de mesure mesure les tensions aux bornes du condensateur Cl pendant l'application des signaux sinusoïdaux. Le voltmètre 51 récupère ainsi la tension de la borne BCll par l'intermédiaire d'un diviseur de tension. Le voltmètre 52 récupère la tension de la borne BC12 également par l'intermédiaire d'un diviseur de tension. Ces voltmètres mesurent par exemple une image de la tension efficace aux bornes du condensateur Cl. Le système comprend également un dispositif de traitement 6, récupérant les tensions mesurées et traitant ces tensions pour déterminer le type de défaillance et la distance entre le condensateur Cl et une éventuelle défaillance. La distance séparant les bornes du condensateur Cl est suffisamment négligeable par rapport aux dimensions des fils de clôture utilisées . Le système comprend ou est connecté à un fil de clôture conducteur 31. Une extrémité de ce fil conducteur est connectée à la borne BC12 du condensateur Cl. Le fil de clôture 31 est isolé de la terre entre ses deux extrémités. Ainsi, la mise à la terre ou une coupure du fil entre une de ses extrémités changera l'état électrique vu par le système. Le dispositif de traitement 6 présente une première fonction de détermination du type de défaillance et une deuxième fonction de localisation de cette défaillance. Pour déterminer le type de défaillance, le dispositif de traitement 6 détermine si la tension de la borne BC12 sort d'une plage de valeurs considérées comme normales. Si la tension de BC12 franchit le seuil inférieur de la plage, le dispositif de traitement 6 détermine la présence d'un court- circuit. Si la- tension de BC12 franchit le seuil supérieur de la plage, le dispositif de traitement 6 détermine la présence d'une coupure du fil 31. La tension de BC12 (ou une image de cette tension) peut pour cela être appliquée à l'entrée de deux comparateurs recevant respectivement en entrée les tensions -seuil de la plage de valeur. Lorsque le dispositif 6 a déterminé la présence d'une défaillance et son type, il réalise un traitement adéquat pour déterminer la localisation de la défaillance sur le fil de clôture 31. Ce traitement va maintenant être détaillé pour la variante de la figure 1, un condensateur CE est connecté entre la deuxième extrémité du fil et la terre clôture Tc. Lorsque le fil 31 est coupé en un point, le fil se comporte comme un condensateur relié à la terre par ce point et relié au condensateur Cl par sa première extrémité. La capacité CFC de ce condensateur est définie par la distance entre le condensateur Cl et le point de coupure, ainsi que par la capacité linéique du fil. .La distance entre le condensateur Cl et le point de coupure est ainsi déterminée par la formule suivante: d = D *^ = -^-* (Cl * ((VBCn /VBCU) ~l)) Ci désignant la capacité du condensateur Ci, CFC la capacité du fil coupé, CFT la capacité du fil non coupé, D la' longueur initiale du fil, VBcιι et VBci2 les tensions respectives des bornes BCll et BC12. Le dispositif de traitement 6 peut ainsi déterminer avec une grande précision la distance entre le condensateur Cl et la coupure. En cas de court-circuit à la terre, par exemple lorsqu'un élément sectionne le fil et le connecte à la terre en un point, la distance entre le point de court- circuit et' le condensateur Cl peut être déterminée par la formule suivante, en se basant sur la résistance linéaire du fil et en négligeant sa capacité linéique: d = D*r/R = ^*- VBCn Λ*CI*ω*(l-* ^ιι) R désignant la résistance initiale du fil et ω la pulsation de la tension sinusoïdale de détection. On utilisera une capacité du fil et une fréquence du signal de détection adéquates pour que l'impédance capacitive du fil soit nettement supérieure à la résistance du fil. Cette capacité est donc négligée dans le calcul qui précède. Pour un fil d'une longueur de 5000 mètres et un signal de détection à une fréquence de 100 Hz, on obtient ainsi typiquement une impédance capacitive du fil d'environ 40 Kiloohms alors que la résistance du fil est de l'ordre de 750 ohms. On peut ainsi générer des signaux différents en fonction du type de défaillance détecté. La signalisation de la défaillance est réalisée par tout moyen approprié. Elle peut notamment comprendre l'affichage du type de défaillance, de la distance de cette défaillance ou l'identification du fil sur lequel a lieu la défaillance sur un écran du système. La signalisation peut également comprendre un avertissement sonore de défaillance. Le dispositif de traitement peut également présenter une interface de sortie adéquate pour communiquer ces informations à un dispositif de supervision ou de surveillance 8, un terminal de communication portable ou similaire. On peut notamment envisager une liaison série locale (par exemple RS232, USB ou Ird) , une liaison distante multi- points (par exemple RS485) ou éventuellement une liaison radio (par exemple Blutooth ou ifi) . Dans la variante de la figure 1, le condensateur CE est connecté entre la deuxième extrémité du fil et la terre. Cette deuxième extrémité peut en particulier être supportée par un poteau et être connectée à la terre clôture Tc. La terre clôture Tc est au même potentiel que la terre. Cette variante permet de déterminer une défaillance et sa position avec un fil de clôture de longueur importante pour une précision de détermination donnée. La variante de la figure 1 peut être adaptée afin de réaliser une détection par un même système sur un ou plusieurs autres fils de clôture, par exemple des fils de clôture parallèles au fil 31. Un deuxième condensateur C2 est connecté par la borne BC21 à la borne BCll. Ces deux bornes sont donc alimentées et mesurées identiquement. La borne BC22 du condensateur C2 est connectée à une extrémité du fil de clôture 32. Un condensateur CE est également connecté entre la deuxième extrémité du fil 32 et la terre clôture. Bien qu'on ait représenté sur la figure 1 un unique fil de clôture supplémentaire 32, on peut accoler de façon similaire d'autres fils de clôture superposés verticalement pour augmenter la hauteur ou la densité de la clôture. Le voltmètre 53 récupère la tension de la borne BC22 également par l'intermédiaire d'un diviseur de tension. Avec un nombre réduit d'éléments supplémentaires, le dispositif de mesure mesure ainsi également les tensions aux bornes du condensateur C2. La détection de défaillance et la détermination de la distance peuvent être réalisées comme décrit ci-dessus.
La figure 2 illustre une deuxième variante de l'invention. Cette variante propose d'utiliser un fil 31 formant plusieurs brins parallèles, et de connecter un second condensateur C2 à la deuxième extrémité du fil. Le condensateur C2 présente ainsi une première borne BC21 au même potentiel que la borne BCll. La deuxième borne BC22 est connectée à la deuxième extrémité du fil. Le fil 31 présente deux brins parallèles 311 et 312. Comme illustré le dispositif de mesure mesure la tension de la borne BC22 par l'intermédiaire du voltmètre 53. Cette mesure est traitée par le dispositif 6 pour déterminer la distance entre la défaillance et le condensateur C2. Un traitement similaire à celui décrit pour la variante de la figure 1 peut être réalisé pour déterminer le type de défaillance, et la distance entre la défaillance et les condensateurs Cl et C2. Cette alternative permet d'augmenter la précision de la localisation de la défaillance, en croisant les distances déterminées à partir des mesures effectuées sur les condensateurs Cl et C2. Dans l'hypothèse où le fil 31 ne présente aucune connexion entre ses deux extrémités, les formules données précédemment peuvent être utilisées pour déterminer la distance (la longueur de fil) entre la défaillance et chaque condensateur (Pour le condensateur C2, il faut remplacer la valeur Ci par la capacité du condensateur C2 et remplacer la tension BCI2 par la tension VBc22. Les tensions mesurées pour les deuxièmes bornes des condensateurs Cl et C2 étant inversement proportionnelles, le dispositif de traitement déduit également sur quel brin a lieu la défaillance. Le fil 31 peut bien entendu former plus de deux brins parallèles entre les condensateurs Cl et C2. Le système de la figure 2 comprend en outre un condensateur CE connectant le milieu du fil 31 à la terre. Même si la défaillance a lieu à mi-longueur du fil 31, elle a lieu d'un côté ou de l'autre de la connexion du condensateur CE. Il y aura donc toujours un déséquilibre entre les deux brins du fil 31 en cas de défaillance. Le dispositif de traitement 6 peut donc déterminer une défaillance située au niveau du milieu du fil. Les formules de détermination de distance précédentes peuvent être adaptées à ce cas particulier. Par exemple, pour une coupure, on peut déterminer dans un premier temps sur quel brin a lieu la défaillance avec les seuils définis auparavant, puis utiliser la formule suivante pour le brin coupé: d = D* i!i. =:J *(c *((vBC1 /vBC2) ~i)) FT FT et la formule suivante pour le brin déterminé non coupé: d = D *^ = ^-* (C * ((VBCl /VBC2) -l) ~CE) FT FT VBcι étant la tension sur la première borne, VBc2 la tension sur la deuxième borne et C, CE les capacités respectives du condensateur connecté à l'extrémité du brin et du condensateur connecté au milieu du fil. On va maintenant détailler des variantes supplémentaires de l'invention, disponibles dans les exemples des figures 1 et 2. Le générateur 4 comprend un générateur du signal basse tension 41 et un générateur d'impulsions 42. Le générateur 4 comprend aussi un commutateur 44 appliquant sélectivement la tension des générateurs 41 et 42 sur le primaire d'un transformateur 43. Le secondaire du transformateur 43 applique ainsi la tension souhaitée sur la borne BCll du condensateur Cl. Le commutateur 44 peut par exemple être commandé par un signal d'horloge ou par le dispositif 6. Le signal basse tension présente par exemple une fréquence comprise entre 100 et 50000 Hz. L'homme de métier saura déterminer la fréquence adéquate en fonction de la longueur de fil de clôture connectée au premier condensateur. Le signal peut être émis sous forme de trains d'ondes avec un rapport cyclique inférieur ou égal à 0,95. La fréquence des impulsions étant généralement de l'ordre de 1 seconde, un tel rapport cyclique est suffisant pour assurer une détection d'intrusion, tout en garantissant une détection pendant 95 % du temps. Le commutateur 44 comprend préfèrentiellement des transistors et des composants d'électronique de puissance pour la commutation de la tension appliquée sur le primaire du transformateur 43. Un tel commutateur est plus fiable qu'un commutateur électromécanique . Les condensateurs aux bornes desquels la tension est mesurée présentent de préférence un dispositif écréteur de tension connecté en parallèle à leurs bornes. Des écréteurs sont identifiés sur les figures 1 et 2 par les références El et E2. De tels dispositifs écréteurs, connus en soi, protègent les condensateurs lors de l'application des impulsions haute tension, en court-circuitant les condensateurs lorsque la tension à leur borne atteint un niveau prédéterminé. Le dispositif de traitement 6 dispose d'une entrée 67 sur laquelle est appliquée un signal de synchronisation ou un signal de commande. Cette entrée permet au dispositif 6 de n'effectuer le traitement que durant les intervalles séparant deux impulsions de dissuasion. Le traitement des tensions mesurées n'est ainsi pas faussé. Des amplificateurs à gain variable 521 et 531 sont avantageusement utilisés pour modifier le niveau de tension des bornes respectives BC12 et BC22 fourni au dispositif de traitement 6. Le dispositif de traitement 6 dispose alors d'un niveau de tension optimal pour la précision de la détermination de distance de la défaillance. Ces amplificateurs à gain variable 521 et 531 sont particulièrement utiles lorsque la défaillance est un court-circuit car le niveau de tension mesuré est alors relativement bas. Avec les amplificateurs à gain variable, la détermination de la distance de la défaillance se fait alors en deux étapes, comme détaillé auparavant: une première étape de détermination du type de défaillance et une deuxième étape .. -de- .localisation de la défaillance. Durant la première étape, la tension de la deuxième borne d'un condensateur est amplifiée avec un gain prédéterminé, mesurée par le dispositif de mesure, puis la valeur de la tension amplifiée est fournie au dispositif de traitement 6. Cette valeur est comparée aux seuils de court-circuit et de coupure comme détaillé auparavant, afin de déterminer le type de défaillance éventuellement subi. Le niveau de tension mesuré est donc fonction de la défaillance. La précision de la localisation n'est donc pas identique pour les deux types de défaillance. Lors de la deuxième étape, le dispositif de traitement 6 modifie la valeur du gain d'amplification en fonction du type de défaillance. Pour une coupure, on pourrait éventuellement diminuer le gain à une valeur prédéterminée. Pour un court- ciruit, on augmente le gain à une autre valeur prédéterminée. Les gains sont choisis de sorte que le dispositif de traitement ait une précision de calcul maximale pour la valeur fournie par le dispositif de mesure. On peut prévoir un dispositif de traitement 6 traitant des mesures numériques ou analogiques. Le dispositif 6 peut notamment présenter, de façon connue en soi, des convertisseurs analogique/numérique sur son interface d'entrée pour effectuer des traitements sur des signaux numériques. On peut prévoir que les caractéristiques du ou des fils ainsi que la configuration de connexion entre les fils et les condensateurs soit mémorisée dans le système. On peut notamment prévoir de mémoriser la résistance ou la capacité linéique des fils, leur longueur ou tout autre paramètre de la clôture (par exemple des abaques obtenus par des essais sur la clôture) devant être adapté pour réaliser le traitement. Le système peut notamment présenter une interface pour l'inscription manuelle de ces informations ou un dispositif de mesure des caractéristiques des fils de clôture connectés pour déterminer automatiquement ces informations. On peut également réaliser une alternance de fils alimentés et de fils non alimentés dans la clôture. On peut ainsi augmenter la densité de fils de clôture. Les impulsions sont en outre plus efficaces dans le cas où un intrus touche simultanément un fil alimenté et un fil non alimenté. L'homme de métier sait déterminer le nombre de poteaux nécessaires pour supporter les fils en fonction de leur longueur. La figure 3 illustre un exemple de mise en œuvre de tels systèmes. Les fils de clôture 31 et 32 forment ainsi une zone fermée. En l'occurrence, les fils de clôture 31 et 32 s'étendent dans des directions opposées depuis chaque extrémité de fil pour former une clôture. La figure 4 illustre un exemple d'utilisation d'un groupe de systèmes selon la deuxième variante pour former une clôture fermée. Dans cet exemple, chaque système comprend un boîtier incluant son dispositif de mesure et son dispositif de traitement. Les boîtiers sont accolés de sorte que la longueur du câblage est réduite. Le coût d'installation est ainsi également réduit. Chaque système comprend deux condensateurs supplémentaires connectés à un fil supplémentaire, de façon similaire aux condensateurs Cl, C2 avec le fil 31. Les fils des différents systèmes sont superposés. Ce groupe de systèmes peut communiquer avec le dispositif 8 ayant une fonction de contrôle de surveillance ou de supervision. Le dispositif de traitement de chaque système communique avec le dispositif 8 pour que celui-ci puisse détecter le type de défaillance et sa position, et signaler ces informations à un utilisateur. Cette mise en place peut également être réalisée en distribuant les boîtiers en différents points de la zone à surveiller. L'invention n'est bien entendu pas limitée aux exemples représentés et décrits. Ainsi, bien qu'on ait représenté des systèmes présentant un ou deux fils de clôture, l'invention s'applique également à un système présentant un nombre important de fils de clôture superposés, couvrant par exemple une hauteur importante avec un maillage serré.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de détection de défaillances (1) dans une clôture électrifiée, comprenant: -un condensateur (Cl) présentant une première borne (BCll) et une deuxième borne (BC12) susceptible de connecter le condensateur en série à un fil de clôture conducteur (31) ; -un générateur (42) appliquant des impulsions de haute tension sur une des bornes du condensateur à des intervalles prédéterminés, les impulsions étant adéquates pour produire un choc électrique à une personne touchant le fil; -un générateur (41) de signaux sinusoïdaux de détection de défaillance, appliquant ces signaux sinusoïdaux sur la première borne (BCll) du condensateur au moins partiellement durant l'intervalle entre les impulsions; -un dispositif de mesure, mesurant les tensions aux bornes du condensateur (Cl) pendant l'application des signaux sinusoïdaux; -un 'dispositif de traitement (6) des tensions mesurées, déterminant si une éventuelle défaillance est un court-circuit ou une coupure sur le fil connecté, puis déterminant la distance entre le condensateur (Cl) et une défaillance.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un fil de clôture conducteur (31) isolé de la terre entre ses deux extrémités et dont une première extrémité est connectée à la deuxième borne du condensateur (BC12) .
3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un troisième condensateur (CE), connecté entre la deuxième extrémité du fil et la terre .
4. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que : -il comprend en outre un deuxième condensateur (C2) disposé à proximité de l'autre condensateur et présentant une première borne (BC21) connectée à la première borne de l'autre condensateur (Cl), et une deuxième borne connectée à la deuxième extrémité du fil conducteur; -le fil s'étend en au moins deux brins (311, 312) sensiblement parallèles.
5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de mesure (6) mesure la tension de la deuxième borne du deuxième condensateur, et en ce que le dispositif de traitement détermine, le type de défaillance et la distance entre les condensateurs et la défaillance à partir des tensions des deuxièmes bornes déterminées.
6. Système selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comprend un troisième condensateur (CE) , connecté entre le milieu du fil et la terre.
7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de traitement compare la tension à la deuxième borne à un seuil supérieur d'une plage normale et à un seuil inférieur de la plage normale, le dispositif de traitement déterminant un court-circuit sur le fil lorsque la tension à la deuxième borne est inférieure au seuil inférieur et le dispositif déterminant une coupure sur le fil lorsque la tension à la deuxième borne est supérieure au seuil supérieur.
8. Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le dispositif de traitement comprend une interface d'acquisition de propriétés électriques du fil et une mémoire susceptible de mémoriser les propriétés électriques acquises.
9. Système selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le fil de clôture forme une double boucle.
10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que la double boucle est fermée.
11. Système selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que les brins du fil de clôture s'étendent dans des directions opposées depuis chaque extrémité.
12. Groupe de systèmes selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que chaque système présente au moins deux autres condensateurs connectés à un autre fil de clôture de façon similaire auxdits premier et deuxième condensateurs, un boîtier dans lequel sont inclus le dispositif de mesure et le dispositif de traitement respectif de chaque système, aussi caractérisé en ce que les boîtiers sont accolés.
13. Système de surveillance comprenant : -le groupe de la revendication 12; et -un dispositif de contrôle (8) communiquant avec le dispositif de traitement de chaque système du groupe pour détecter et signaler le type de défaillance communiqué le cas échéant par chaque dispositif de traitement.
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